开题报告答辩-LNG液货舱预冷过程优化研究课件

1、LNG液货舱预冷过程优化研究液货舱预冷过程优化研究 答辩学生：张答辩学生：张A 开题报告内容开题报告内容研究背景研究背景国内研究现状国内研究现状国外研究现状国外研究现状研究主要内容研究主要内容研究措施方法研究措施方法研究计划进度研究计划进度研究预期结果研究预期结果研究背景研究背景 天然气是一种储量丰富而又清洁的碳氢化合物燃料，清天然气是一种储量丰富而又清洁的碳氢化合物燃料，清洁且热值高的天然气能源日益受到世界各国重视，从世界范洁且热值高的天然气能源日益受到世界各国重视，从世界范围来看，天然气的使用量在一次能源使用量中的比例已经达围来看，天然气的使用量在一次能源使用量中的比例已经达到到 24%以

2、上。在我国这一比例仅为以上。在我国这一比例仅为 3.9%，所以，天然气在，所以，天然气在我国的使用前景相当可观，对于能源需求极大而又厉行节能我国的使用前景相当可观，对于能源需求极大而又厉行节能减排的中国来说，发展天然气工业已经成为我国改善环境和减排的中国来说，发展天然气工业已经成为我国改善环境和促进经济可持续发展的最佳选择。但我国又是一个贫气的国促进经济可持续发展的最佳选择。但我国又是一个贫气的国家，陆上天然气储量仅为家，陆上天然气储量仅为 38 万亿立方米，而且主要位于不万亿立方米，而且主要位于不发达的西部等地区，为解决天然气供需矛盾，提出了发达的西部等地区，为解决天然气供需矛盾，提出了“海

3、陆海陆并举并举”的发展举措，陆上通过管道运输，海上通过的发展举措，陆上通过管道运输，海上通过LNG船进船进行运输。行运输。研究背景研究背景 海上运输天然气的运输主要是在大气压力、海上运输天然气的运输主要是在大气压力、-163C左右左右条件下将其液化成液化天然气储存在液货舱内再通过条件下将其液化成液化天然气储存在液货舱内再通过LNG船舶船舶运输。在运输。在LNG船舶液舱船舶液舱装货装货前，为减小装入货物和舱体的温度差，前，为减小装入货物和舱体的温度差，以防止装货时对液舱舱体的热冲击和过大的热应力及以防止装货时对液舱舱体的热冲击和过大的热应力及LNG液货液货的快速蒸发汽化而产生大量不能控制的货物气

4、体并导致液舱压的快速蒸发汽化而产生大量不能控制的货物气体并导致液舱压力的迅速上升，我们要提前要向液舱内喷入少量力的迅速上升，我们要提前要向液舱内喷入少量LNG或液氮进或液氮进行预冷，使液货舱从较高温度降至行预冷，使液货舱从较高温度降至-130C的过程所需要的时间的过程所需要的时间即是预冷时间。即是预冷时间。研究背景研究背景 围蔽热梯度、舱内气压、液舱结构型式、舱壁材料和喷射围蔽热梯度、舱内气压、液舱结构型式、舱壁材料和喷射冷却设备等都会影响预冷时间。对冷却设备等都会影响预冷时间。对LNG船货舱进行预冷一般是船货舱进行预冷一般是在到达装货港口数日之前开始的在到达装货港口数日之前开始的,最好在到达

5、装货港口时刚好完最好在到达装货港口时刚好完成所定的冷却作业。成所定的冷却作业。因为预冷时间的长短不仅关系到预冷过程因为预冷时间的长短不仅关系到预冷过程消耗消耗LNG量的费用，还关系到这一过程产生的热冲击和热应力量的费用，还关系到这一过程产生的热冲击和热应力对货舱舱体材料的承受能力的影响，所以研究预冷过程的优化对货舱舱体材料的承受能力的影响，所以研究预冷过程的优化是很有重要意义的。是很有重要意义的。国内研究现状国内研究现状 国内研究国内研究现状现状国内学者对国内学者对MOSS型球形液货舱和薄膜型液货舱进行了研究，但他们把注意型球形液货舱和薄膜型液货舱进行了研究，但他们把注意力放在了预冷过程的热量

6、计算和预冷规律上，而没有将预冷时间最优来主要力放在了预冷过程的热量计算和预冷规律上，而没有将预冷时间最优来主要考虑。他们主要有考虑。他们主要有： 李品友李品友. LNG船船MOSS型球形液舱预冷温度的计算和分析型球形液舱预冷温度的计算和分析 崔益嵩崔益嵩. LNG船液舱技术及预冷过程热力研究船液舱技术及预冷过程热力研究 李博洋李博洋. MOSS型型LNG船液货舱预冷规律分析船液货舱预冷规律分析 卢炜卢炜. LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺研究船舶薄膜型液货舱预冷工艺研究 李迪阳李迪阳. LNG船液货舱预冷过程船液货舱预冷过程国外研究国外研究现状现状 国国外外研究现状研究现状 国外研究国外研究LN

7、G船装货预冷过程要比我国较早，船装货预冷过程要比我国较早， 国外学者在这一过程重点国外学者在这一过程重点集中于产生的货物气体的回收，舱内压力的控制以及货舱对所受热应力的承集中于产生的货物气体的回收，舱内压力的控制以及货舱对所受热应力的承受能力，在考虑以上条件的基础上得出相应的预冷时间，当然这不是最佳时受能力，在考虑以上条件的基础上得出相应的预冷时间，当然这不是最佳时间。间。研究内容研究内容针对预冷时间这一目标函数，不断调整围蔽热梯度、舱内气压、改变液货舱针对预冷时间这一目标函数，不断调整围蔽热梯度、舱内气压、改变液货舱舱壁材料和厚度等限制条件的预冷过程的优化思路，获得液舱预冷过程中预舱壁材料和

8、厚度等限制条件的预冷过程的优化思路，获得液舱预冷过程中预冷时间的优化方案，得出最佳预冷时间冷时间的优化方案，得出最佳预冷时间,以期在到达装货港口时刚好完成所定以期在到达装货港口时刚好完成所定的冷却作业，减少预冷过程消耗的冷却作业，减少预冷过程消耗LNG量的和相关费用，同时考虑到到这一过量的和相关费用，同时考虑到到这一过程产生的热冲击和热应力对货舱舱体材料的承受能力的影响，符合船级社规程产生的热冲击和热应力对货舱舱体材料的承受能力的影响，符合船级社规范规定的允许的最大平均降温速率。范规定的允许的最大平均降温速率。LNG液货舱结构简图LNG液货舱预冷过程研究方法与措施研究方法与措施 1、查阅相关文

9、献，获取所需的相关资料，掌握相关知识，了解、查阅相关文献，获取所需的相关资料，掌握相关知识，了解当今研究现状。当今研究现状。 2、在掌握他人研究成果的基础上进行优化，用相关知识推导出、在掌握他人研究成果的基础上进行优化，用相关知识推导出预冷时间与围蔽热梯度、舱内气压、预冷时间与围蔽热梯度、舱内气压、 液货舱舱壁材料比热容和液货舱舱壁材料比热容和厚度的关系式，分析这些量对遇冷时间的影响厚度的关系式，分析这些量对遇冷时间的影响 ，从而得到最佳，从而得到最佳预冷时间。预冷时间。研究进度安排研究进度安排 进度安排：进度安排： 本研究论文初步计划从本研究论文初步计划从2015年年1月开始至月开始至201

10、5年年4月初结束，历时月初结束，历时3个月时间。个月时间。 1.准备阶段准备阶段(2014.122015.1): 召开毕业论文开题报告会等，明确研召开毕业论文开题报告会等，明确研究的方向、对象和方法。究的方向、对象和方法。 2.启动阶段启动阶段(2015.12015.2)：选题及收集相关资料并撰写开题报告；：选题及收集相关资料并撰写开题报告；撰写任务书；拟订论文研究提纲和研究方案。撰写任务书；拟订论文研究提纲和研究方案。 3.实践研究阶段实践研究阶段(2015.22015.4):进行实证研究。依据论文大纲撰写进行实证研究。依据论文大纲撰写论文并请求老师指导，进行多个轮回的指导研究，完成最终定稿。论文并请求老师指导，进行多个轮回的指导研究，完成最终定稿。 4.答辩阶段答辩阶段(2015.42015.5): 准备并参加论文答辩，提交毕业论文准备并参加论文答辩，提交毕业论文和完整资料。和完整资料。研究预期结果研究预期结果针对预冷时间这一目标函数优化，获得了液舱预冷过程中针对预冷时间这一目标函数优化，获得了液舱预冷过程中预冷时间的优化方案，得出最佳预冷时间。预冷时间的优化方案，得出最佳预冷时间。能够实现在到达装货港口时基本上完成所定的冷却作业，能够实现在到达装货港口时基本上完成所定的冷却作业，减少预冷